説明

電球形蛍光ランプおよび照明装置

【課題】発光管の異常時に点灯回路を強制的に停止させることにより安全性を向上させることができる電球形蛍光ランプおよび照明装置を提供する。
【解決手段】発光管14と;スイッチング素子を有するインバータ回路部、このインバータ回路部の出力端に接続された共振用インダクタ、この共振用インダクタを有するトランスCTに1mm以下の間隔で近接配置されて発光管に並列接続された温度正特性抵抗素子PTCを備え、発光管を点灯させる点灯装置17と;この点灯装置を収容すると共に口金を有するカバー13と;を具備してなることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電球形蛍光ランプおよびこの電球形蛍光ランプを具備した照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の電球形蛍光ランプは、JISに定義されている一般照明用電球に近い寸法に小形化されており、一般照明用電球に近似した外観を有する。
【0003】
この種の電球形蛍光ランプは、屈曲形のバルブを有する発光管、カバー本体の一端に口金を取り付け他端側で発光管を支持するカバー、このカバー内に収容される点灯装置、発光管を被覆してカバーの他端側に取り付けられるグローブ等を具備している(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
そして、点灯装置としては、例えばダイオードブリッジ回路や平滑コンデンサを有する整流・平滑回路部と、一対のスイッチング素子を有するインバータ回路部と、共振用インダクタと共振用コンデンサなどからなる共振回路部、発光管に並列に接続されたPTC(温度正特性抵抗素子)を具備しているものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
【特許文献1】特開2000−21351号公報
【特許文献2】特開2006−302862号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、このような従来の電球形蛍光ランプでは、発光管や点灯装置の何らかの異常により、発光管の両端のランプ電圧が上昇してPTCに過電圧が発生し、PTCが故障すると、PTCの発熱が継続して過度に昇温する。このために、点灯装置を収容する樹脂製のカバーが熱変形する等の不具合が発生する虞がある。
【0006】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、発光管の異常時に点灯回路を強制的に停止させることにより安全性を向上させることができる電球形蛍光ランプおよび照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に係る電球形蛍光ランプは、発光管と;スイッチング素子を有するインバータ回路部、このインバータ回路部の出力端に接続された共振用インダクタ、この共振用インダクタに1mm以下の間隔で近接配置されて発光管に並列接続された温度正特性抵抗素子を備え、発光管を点灯させる点灯装置と;この点灯装置を収容すると共に口金を有するカバーと;を具備してなることを特徴とする。
【0008】
請求項2に係る電球形蛍光ランプは、温度正特性抵抗素子は、共振用インダクタのコアに接触していることを特徴とする。
【0009】
請求項3に係る電球形蛍光ランプは、温度正特性抵抗素子は、共振用インダクタのコアに、熱伝導部材を介して熱結合されていることを特徴とする。
【0010】
請求項4に係る照明装置は、発光管と;スイッチング素子を有するインバータ回路部、このインバータ回路部の出力端に接続された共振用インダクタ、この共振用インダクタに熱伝導性部材を介して熱結合されて発光管に並列接続された温度正特性抵抗素子を備え、発光管を点灯させる点灯装置と;この点灯装置を収容すると共に口金を有するカバーと;を具備してなることを特徴とする。
【0011】
請求項5に係る照明装置は、照明器具本体と;照明器具本体に取り付けられたソケットと;ソケットに装着された請求項1ないし4のいずれか一記載の電球型蛍光ランプと;を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
請求項1に係る発明によれば、発光管や点灯装置に何らかの異常が発生し、発光管の両端のランプ電圧が上昇してPTC(温度正特性抵抗素子)に過電圧が発生し、PTCが故障して、その発熱の継続により過度に昇温しても、PTCが共振用インダクタに1mm以下の間隔で近接配置されているので、共振用インダクタのコアがPTCの発熱によりキュリー温度以上に加熱されて飽和し、インバータ回路部のスイッチング素子に過電流が流れて、このスイッチング素子自体を破壊させ、電流を遮断させる。
【0013】
このために、インバータ回路部の発振が停止してPTCへの通電が遮断される。これにより、PTCの発熱が停止するので、その過度な昇温も停止し、樹脂製のカバーの熱変形等も未然に防止される。
【0014】
請求項2に係る電球形蛍光ランプによれば、PTCが共振用インダクタのコアに接触しているので、PTCの発熱を共振用インダクタのコアに伝熱させる効率を向上させることができる。
【0015】
このために、共振用インダクタのコアをPTCの発熱により、キュリー温度以上に迅速かつ確実に加熱して飽和させ、PTCへの通電を強制的に遮断することができる。このために、安全性を一段と向上させることができる。
【0016】
請求項3に係る発明によれば、PTCが共振用インダクタのコアに熱伝導部材を介して熱結合されているので、請求項2に係る発明と同様に、PTCの発熱を共振用インダクタのコアに伝熱させる効率を向上させることができる。このために、安全性を一段と向上させることができる。
【0017】
請求項4に係る発明によれば、PTCが共振用インダクタのコアに熱伝導部材を介して熱結合されているので、PTCと共振用インダクタとの間隔が1mm以上離間している場合でも、請求項3に係る発明と同様に、PTCの発熱を共振用インダクタのコアに伝熱させる効率を向上させることができる。このために、安全性を一段と向上させることができる。
【0018】
請求項5に係る照明装置によれば、請求項1ないし4のいずれか一の照明装置を具備しているので、これら照明装置の作用効果を有する照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、複数の添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【0020】
図1は本発明の一実施形態に係る電球形蛍光ランプの縦断面図であって、複数の屈曲形バルブの並設方向の一端から見た図、図2は同電球形蛍光ランプのバルブ並設方向に直交する方向から見たときの縦断面図、図3は同電球形蛍光ランプの点灯装置の回路図、図4は同点灯装置の外観斜視図、図5は同点灯装置をカバーに取り付けた状態の部分拡大斜視図である。
【0021】
図1,図2に示すようにこの電球形蛍光ランプ1は、高さ方向(管軸方向)の一端に口金12を有するカバー13、このカバー13の他端側に支持された発光管14、この発光管14の一端側を支持してカバー13に取り付けられたホルダ15、発光管14を覆うとともに一端側でホルダ15の周囲も覆ってカバー13に取り付けられたグローブ16、口金12およびカバー13の内側に収納された点灯装置17を備えている。そして、定格電力が例えば40Wタイプ、60Wタイプ、100Wタイプの白熱電球などの一般照明用電球に近い外観に形成されている。この一般照明用電球とは、JIS C 7501に定義されている。
【0022】
口金12は、エジソンタイプのE26形などで、ねじ山を備えた筒状のシェル21、このシェル21の一端側の頂部に絶縁部22を介して設けられたアイレット23を備えている。シェル21の他端側をカバー13の一端部に被せて接着剤またはかしめなどにより固定されている。
【0023】
また、カバー13は、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)などの耐熱性合成樹脂にて形成され、一端側には口金12のシェル21が取り付けられるやや円筒状の口金取付部26が形成され、他端側には拡開した円錐台状のカバー部27が形成され、内側にはホルダ15を取り付けるホルダ取付部28が形成されている。
【0024】
また、発光管14は、少なくとも3本のU字形屈曲バルブであるバルブ31,32,33を有し、これらバルブ31,32,33が連通管34で順次接続されて1本の連続した放電路35が形成されている。各連通管34は、バルブ31,32,33の接続する端部近傍を加熱溶融した後、吹き破ることによって形成された開口同士をつなぎ合わせて形成されている。
【0025】
バルブ31,32,33は、管外径が3〜8mmのガラス製の断面略円筒状の管体が、中間部で湾曲されて頂部を有する略U字状に形成されている。すなわち、バルブ31,32,33は、湾曲する屈曲部とこの屈曲部に連続する互いに平行な一対の直管部とを備えている。中央のバルブ32の高さが、両側のバルブ31,33の高さより高い関係を有している。そして、バルブ31,32,33は、そのU字形をなす面が互いに平行に対向するように並設されており、発光管14の高さ方向に対して交差する幅方向の最大幅b1は30mm以下に形成されている。
【0026】
発光管14の内面には例えば3波長形の蛍光体が形成され、発光管14の内部にはアルゴン(Ar)やクリプトン(Kr)などの希ガスや水銀などを含む封入ガスが封入されている。
【0027】
放電路35の両端に位置する両側のバルブ31,33の各一端部にはステムシールまたはピンチシールによって一対の電極36が封装されている。各電極36は、フィラメントコイルを有し、このフィラメントコイルが一対の線状のウエルズに支持されている。各ウエルズは、例えば、両側のバルブ31,33の一端部に封装されたジュメット線を介して両側のバルブ31,33の一端部から外部に導出されて点灯装置17に接続される一対のワイヤ37(図4参照)に接続されている。
【0028】
両側のバルブ31,33の電極36が封装された各一端部、および中央のバルブ32の両端部には、ステムシールまたはピンチシールによって封装されて排気管とも呼ばれる円筒状の細管38が連通状態に突設されている。これら各細管38は、発光管14の製造過程で溶断によって順次封止され、各細管38のうちの封止されていない一部を通じて発光管14内の排気がなされるとともに、封入ガスが封入されて置換された後に、その各細管38のうちの封止されていない一部を溶断することによって封止される。
【0029】
中央のバルブ32の両端部の細管38のうち、一方の細管38は、先端部が口金12の内側まで延設されるように長く形成されているとともにバルブ32の直管部と平行な直線状に形成され、その先端部には封止する際にアマルガムとしての主アマルガム39が封入されている。この主アマルガム39は、ビスマス、錫および水銀にて構成される合金であり、略球形状に形成され、発光管14内の水銀蒸気圧を適正な範囲に制御する作用を有している。なお、主アマルガム39としては、ビスマス、錫の他に、インジウム、鉛などを組み合わせた合金によって形成したものを用いてもよい。また、両端のバルブ31,33の電極36のウエルズには、水銀吸着放出作用を有する補助アマルガムが取り付けられて封入されている。さらに、中央のバルブ32の他端にも両端のバルブ31,33に設けられた補助アマルガムと同様の補助アマルガムが封入されている。
【0030】
発光管14は、バルブ31,32,33の一対の電極36が封装された一対の電極側端部40を含む各バルブ31,32,33のバルブ端部31a,32a,33aが高さ方向の一端側でかつ発光管14の中心部の周囲の同一円周上に位置するとともに、各バルブ端部31a,32a,33aの端面が同一平面上に配置されている。
【0031】
また、ホルダ15は、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)などの耐熱性合成樹脂材料にて形成され、円板状の基板部42、この基板部42の周縁部から一端側に突出する円筒状の筒部43を備えている。
【0032】
基板部42の中心部でバルブ31,32,33のバルブ端部31a,32a,33aの内側間に挿入される突部44が突出形成され、この突部44の周面部には発光管14の中心部に臨む各バルブ端部31a,32a,33aの周面内側部分が対向して配置される複数のバルブ取付部としての窪み部45が形成されている。各窪み部45は、各バルブ端部31a,32a,33aの周面の曲面に対して略同心円となる曲面に形成され、その中央部には突部44の内外側に連通する孔部46が形成されている。隣り合う窪み部45の端部は、隣り合うバルブ端部31a,32a,33aの間より外径方向には突出せず、隣り合うバルブ端部31a,32a,33aの周面内側部分の間に位置している。
【0033】
突部44の内側部には、突部44の周面部の窪み部45や孔部46の内方に離間対向する環状の壁部47が形成され、この壁部47の外側で突部44の周面部の窪み部45や孔部46との間に環状の間隙部48が形成されているとともに壁部47の内側に空間部49が形成され、これら間隙部48および空間部49がホルダ15の一端側である内側に開口形成されている。
【0034】
基板部42には突部44の各窪み部45に配置される各バルブ端部31a,32a,33aの端面が当接する当接部50が形成されている。これら各当接部50の位置に対応して各当接部50に当接する各バルブ端部31a,32a,33aを受け入れて位置決めする位置決め部としての凹部51が形成され、すなわち、各凹部51の底部に各当接部50が形成されている。凹部51は、基板部42の外周部の部分が切り欠かれて開口されているとともに、バルブ端部31a,32a,33aを位置決め可能でバルブ端部31a,32a,33aから放出される光を遮らない程度の高さ寸法に形成されている。また、各当接部50の中央には各バルブ端部31a,32a,33aの端面から突出する各ワイヤ37や各細管38などが挿通される挿通孔52が形成されており、この挿通孔52の内径はバルブ端部31a,32a,33aの外径より小さく、バルブ端部31a,32a,33aが挿通孔52に入り込まない寸法としている。
【0035】
筒部43の一端部には、カバー13のホルダ取付部28に取り付けられる爪部53が形成されている。筒部43の内側には、ホルダ15の中心線からオフセットした位置で互いに対向する一対の基板取付溝54を有する一対の基板取付部55が形成されている。基板取付溝54は、ホルダ15の中心線と平行に形成されていて筒部43の一端部側に開口形成されている。また、筒部43には、一対の基板取付部55がオフセットして形成された側に対して反対側に、一対の切欠部56が形成されている。
【0036】
そして、発光管14とホルダ15とは、組み付けた後に、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤57によって接着固定されている。
【0037】
すなわち、ホルダ15の突部44を発光管14の一端側の中心部で各バルブ端部31a,32a,33aの内側間に挿入することにより、各バルブ端部31a,32a,33aを各窪み部45に配置するとともに、各バルブ端部31a,32a,33aの端面を各当接部50に当接させて組み合わせる。このとき、各バルブ端部31a,32a,33aを凹部51に受け入れることにより、各バルブ端部31a,32a,33aの端面の位置を各当接部50の位置に確実に位置決めできる。
【0038】
また、グローブ16は、透明または光拡散性を有するガラスや合成樹脂などの材質により、白熱電球などの一般照明用電球のガラス球の形状に近い滑らかな曲面状に形成されている。グローブ16の一端部に開口部60が形成され、この開口部60の縁部61がカバー13のカバー部27の内側に嵌合されて例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤により接着固定されている。
【0039】
点灯装置17は、基板64を備え、この基板64に点灯回路65を構成する複数の電子部品66が実装されている。基板64は、口金12の内側に挿入可能とする幅寸法で、幅寸法に対して高さ寸法が長い矩形状に形成されており、この基板64の両側縁部がホルダ15の一対の基板取付溝54に差し込み係合されてホルダ15の中心軸の方向に沿って縦形に配置されるとともに、ホルダ15の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。すなわち、口金12とカバー13とホルダ15とを組み付けた状態において、基板64は、口金12の内側に対して、その口金12の中心線の方向に沿って縦形に配置されるとともに、口金12の中心線に対してオフセットした位置に配置されている。基板64は、ホルダ15の基板取付部55によって高さ方向と交差する方向の位置が仮固定され、発光管14のワイヤ37とラッピングピン67との接続によって、または口金12とホルダ15との間での挟み込みによって高さ方向の位置が位置決め保持されている。
【0040】
基板64の両面側に電子部品66が実装されるが、基板64の口金12との間隔が広い側の一面には、電子部品66のうちの共振用インダクタとしてのバラストチョークなどのトランスCT、コンデンサC1、平滑用コンデンサとしての電解コンデンサC2などの大形の電子部品66が実装され、また、基板64の口金12との間隔が狭い側の他面には、電子部品66のうちの高さの低いスイッチング素子としてのトランジスタ、チップ形のコンデンサや整流素子などの面実装タイプの電子部品66が実装されている。
【0041】
なお、トランジスタとしてのMOS形のNチャネルの電界効果トランジスタQ1およびMOS形のPチャネルの電界効果トランジスタQ2は1つのパッケージ部品として他面に面実装されている。
【0042】
平滑用の電解コンデンサC2は、基板64の一面の幅方向中央域で基板64に対して垂直方向に向けて実装されている。これにより、基板64の実装効率が向上し、基板64の小形化が可能となる。
【0043】
口金12に接近する基板64の幅方向縁部側に位置する電子部品66として例えばコンデンサC1は、基板64の幅方向中央部側に向けて傾斜されている。これにより、コンデンサC1が口金12の内側に当たることなく挿入でき、口金12の内側に点灯装置17を効率よく収納できる。コンデンサC1などの傾斜させる電子部品66は、ディスクリート部品であって、2本のリード線で基板64に立つ状態に実装されるラジアル部品である。
【0044】
基板64には、発光管14側である他端側に、発光管14の各電極36の一対のワイヤ37をそれぞれ巻き付けて接続する4本のラッピングピン67が突設されている。
【0045】
基板64のラッピングピン67を利用して接続する電子部品66としては、基板64の幅方向の中央位置に配置される正温度特性抵抗素子PTC(Positive Temperature Coefficient)がある。この正温度特性抵抗素子PTCは、熱に比較的強いディスクリート部品であって、2本の各リード線をラッピングピン67に巻き付けてはんだ付けにて接続可能な部品である。
【0046】
そして、図4に示すように正温度特性抵抗素子PTCは、トランスCTのコアCTaに、例えば1mm以下の間隔を置いて近接配置されている。なお、この正温度特性抵抗素子PTCとトランスCTのコアCTaとの間隙には、熱伝導性シリコーン樹脂等の熱伝導性部材を充填して介在させてもよく、さらに、正温度特性抵抗素子PTCをトランスCTのコアCTaに直接接触させてもよい。さらにまた、正温度特性抵抗素子PTCをトランスCTのコアCTaに1mm以上離間させた場合でも、これら正温度特性抵抗素子PTCとトランスCTのコアCTaの間隙に、熱伝導性部材を充填して介在させてもよい。
【0047】
また、基板64の口金12との間隔が狭い面側との間には、主アマルガム39を封入した細管38が配置されている。これにより、口金12の内側に点灯装置17と細管38とが効率よく配置される。
【0048】
そして、口金12の中心軸に対する基板64のオフセット量は、口金12の内径の3/4の位置までの範囲が好ましい。このオフセット量が3/4の位置よりも口金12の内面側に接近した場合には、基板64の幅が狭くなり、基板64の実装面積が小さくなって電子部品66の実装効率が低下するので好ましくない。
【0049】
また、口金12の内側には例えば熱伝導性シリコーン樹脂などの熱伝導性部材が注入され、この熱伝導性部材によって少なくとも発熱量の大きいトランスCTなどの電子部品66と口金12側とが熱的に接続されている。熱伝導性部材は、口金12の内側全体に点灯装置17の基板64や電子部品66を覆うように充填してもよい。
【0050】
図3は点灯装置17の回路図である。点灯装置17は、商用交流電源eにヒューズF1を介してフィルタを構成するコンデンサC1を接続し、このコンデンサC1にはフィルタを構成するインダクタL1を介して全波整流器71の入力端子を接続している。全波整流器71の出力端子には平滑用の電解コンデンサC2が接続されて入力電源回路Eを構成し、この入力電源回路Eの平滑用の電解コンデンサC2には高周波を発生する交流電源としてのハーフブリッジ形のインバータ回路72のインバータ主回路73が接続されている。
【0051】
そして、このインバータ主回路73は、平滑用の電解コンデンサC2に対して並列に、スイッチング素子である互いに相補形となるMOS形のNチャネルのトランジスタとしての電界効果トランジスタQ1およびMOS形のPチャネルのトランジスタとしての電界効果トランジスタQ2が直列に接続されている。Nチャネルの電界効果トランジスタQ1およびPチャネルの電界効果トランジスタQ2は互いのソースが接続されている。
【0052】
電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソース間には、共振インダクタとしてのバラストチョークを構成するトランスCTの一次巻線L2、直流カット用のコンデンサC3、共振コンデンサC4の直列回路が接続され、この共振コンデンサC4には発光管14としての蛍光ランプFLの両端のフィラメントとしての電極フィラメントコイルFLa,FLbの一端がそれぞれ接続され、一方の電極フィラメントコイルFLaの他端と他方の電極フィラメントコイルFLbとの他端間には共振コンデンサC4とともに共振に寄与する始動用のコンデンサC5が接続されている。なお、電極フィラメントコイルFLa,FLbにはエミッタが塗布されている。また、共振コンデンサC4に対して並列に正温度特性抵抗素子PTCが接続されている。
【0053】
そして、平滑用の電解コンデンサC2と電界効果トランジスタQ1のゲートおよび電界効果トランジスタQ2のゲートとの間には、起動回路75を構成する起動用の抵抗R1が接続され、これら電界効果トランジスタQ1のゲートおよび電界効果トランジスタQ2のゲートと電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のソースとの間に、コンデンサC6およびコンデンサC7の直列回路が接続され、これらコンデンサC6およびゲート制御手段としてのゲート制御回路76のコンデンサC7の直列回路に対して並列に電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2のゲート保護のためのツェナダイオードZD1およびツェナダイオードZD2の直列回路が接続されている。また、トランスCTの一次巻線L2には、二次巻線L3が磁気的に結合して設けられ、この二次巻線L3は一端がコンデンサC6およびコンデンサC7の接続点に接続されたインダクタL4の他端と放電用抵抗R2との接続点に接続されている。また、コンデンサC6は起動回路75のトリガ素子を構成するものでもあり、このコンデンサC6とインダクタL4との直列回路に対して並列に、起動回路75の放電用抵抗R2が接続されている。
【0054】
また、電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソース間には、起動回路75の抵抗R3およびスイッチング改善用のコンデンサC8の並列回路が接続されている。
【0055】
また、蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa,FLbのそれぞれの一端および他端間には負温度特性抵抗素子(Negative Temperature Coefficient)NTC1,NTC2が接続されている。
【0056】
次に、この点灯装置17の動作について説明する。
【0057】
まず、電源が投入されると、商用交流電源eの電圧を全波整流器71で全波整流し、平滑用の電解コンデンサC2で平滑して直流電流を出力する。
【0058】
この直流電流は抵抗R1に流れ、この抵抗R1を介してNチャネルの電界効果トランジスタQ1のゲートに電圧が印加され、電界効果トランジスタQ1がオンする。電界効果トランジスタQ1のオンにより、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5の閉路に電圧が印加され、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5は共振する。このとき、正温度特性抵抗素子PTCのインピーダンス成分も共振合成成分の一部に含まれている。また、トランスCTの一次巻線L2のインダクタンス成分の共振波形に応じた電圧がトランスCTの二次巻線L3に誘起され、ゲート制御回路76のコンデンサC7とインダクタL4とのLC直列回路が固有共振して略一定の周波数で電界効果トランジスタQ1をオンさせ、電界効果トランジスタQ2をオフさせる電圧を発生する。
【0059】
次いで、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5の共振電圧が反転すると二次巻線L3には前回と逆向きの電圧が発生し、ゲート制御回路76は電界効果トランジスタQ1をオフさせ、電界効果トランジスタQ2をオンさせる電圧を発生する。さらに、トランスCTの一次巻線L2、コンデンサC3、共振コンデンサC4およびコンデンサC5の共振電圧が反転すると、電界効果トランジスタQ1がオンするとともに、電界効果トランジスタQ2がオフする。以後、同様に、電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2が交互にオン、オフして、共振電圧が発生し、共振電流が流れる。
【0060】
この共振電流が流れ出した状態では、正温度特性抵抗素子PTCは温度が低いため抵抗値が、たとえば3kΩ〜5kΩ程度と低く正温度特性抵抗素子PTCに流れる電流が大きい。このときの共振コンデンサC4の両端間に発生する共振電圧は低くなる。
【0061】
正温度特性抵抗素子PTCに電流が流れることによりジュール熱が発生し、正温度特性抵抗素子PTCの抵抗値が上昇して正温度特性抵抗素子PTCに流れる電流が減少すると、共振合成成分が変化するので、共振コンデンサC4に流れる電流が増加するように共振動作も変化し、共振電圧が徐々に高くなるようにソフトスタート動作を行う。
【0062】
なお、蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa,FLbを介して、共振コンデンサの一部であるコンデンサC5にも共振電流の一部が流れるため、電極フィラメントコイルFLa,FLbは共振電圧が上昇するまで十分な時間をかけて直接予熱される。また、共振コンデンサC4とは別個に共振用のコンデンサC5を設けることにより、共振のための容量を分割することになり、コンデンサC5の容量を電極フィラメントコイルFLa,FLbの予熱および蛍光ランプFLの点灯時に流れる電流を適切にした値にすることが可能となり、効率良く電極フィラメントコイルFLa,FLbを予熱できるとともに、蛍光ランプFLの点灯後にコンデンサC5に流れる電流を小さくできるため、点灯後の効率の低下も防止できる。
【0063】
さらに、正温度特性抵抗素子PTCの抵抗値が増加して共振成分の変化により共振電流が増加するとともに、バラストチョークを構成するトランスCTの一次巻線L2が飽和し、ランプ始動に必要な電圧まで電圧が上昇すると、蛍光ランプFLは放電を開始し、始動、点灯する。
【0064】
蛍光ランプFLが点灯した後は、正温度特性抵抗素子PTCの抵抗値が数10kΩ程度に蛍光ランプFLの等価抵抗値が正温度特性抵抗素子PTCの抵抗値より十分に小さいため、共振電圧が低下して、蛍光ランプFLが点灯維持される。また、このように、正温度特性抵抗素子PTCをコンデンサC5ではなく、共振コンデンサC4に対して並列に接続することにより、電極フィラメントコイルFLa,FLbに流れる電流を小さくできるため、その分電力損失を抑制できる。
【0065】
このように、正温度特性抵抗素子PTCの抵抗値の変化により、蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa,FLbの予熱を適性にできるため、エミッタが不所望に飛散(スパッタ)することを防止できるため、蛍光ランプFLの点滅寿命回数を向上できる。
【0066】
また、蛍光ランプFLが始動する以前の負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2の温度が低い状態では、負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2の抵抗値が高いため、共振電流の一部は蛍光ランプFLの電極フィラメントコイルFLa,FLbに流れ、電極フィラメントコイルFLa,FLbを適切に予熱する。さらに、共振電流が大きくなるに従い、負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2にも若干流れていた共振電流の一部によって負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2がジュール熱により発熱し、さらに、蛍光ランプFLからの熱影響を受けながら温度上昇して負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2の抵抗値が低下する。これにより、電極フィラメントコイルFLa,FLbに流れていた電流が次第に負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2に流れるようになる。
【0067】
さらに、蛍光ランプFLが点灯した後に負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2の温度が高くなって、抵抗値が限りなく低下すると、共振電流のほとんどは負温度特性抵抗素子NTC1,NTC2に流れ、電極フィラメントコイルFLa,FLbにはほとんど流れなくなるため、電極フィラメントコイルFLa,FLbによる電力損失を限りなく低下できる。
【0068】
そして、このような構成の電球形蛍光ランプ11は、図1に示すように、管外径が3〜8mmのバルブ31,32,33を有する発光管14の幅方向の最大幅b1を30mm以下に形成し、口金12を除いたランプ長寸法h1に対して口金12から露出するカバー13の寸法h2の比率を0〜25%、カバー13の最大外径b2を口金12の外径寸法b3の1.0〜1.5倍またはグローブ16の最大外径b4の0.48〜0.73倍、グローブ16の口金12側の外径寸法を40mm以下に形成することができる。これにより、白熱電球などの一般照明用電球に近い外観が得られる。
【0069】
ところで、蛍光ランプFLの異常により、その両端のランプ電圧が上昇し、正温度特性抵抗素子PTCに過電圧が発生して故障すると、正温度特性抵抗素子PTCの発熱により過度の高温に昇温する。
【0070】
この正温度特性抵抗素子PTCはトランスCTの共振用インダクタL2のコアCTaに1mm以下の間隔で近接配置されているので、このコアCTaが高温の正温度特性抵抗素子PTCの発熱によりキュリー温度以上に加熱されて飽和し、インバータ回路部73のスイッチング素子である電界効果トランジスタQ1,Q2に過電流が流れ、これら電界効果トランジスタQ1,Q2自体が破壊し、電流が遮断される。
【0071】
このために、インバータ回路部73の発振が停止して正温度特性抵抗素子PTCへの通電が遮断される。これにより、正温度特性抵抗素子PTCの発熱が停止するので、樹脂製のカバー13の熱変形等が防止ないし停止される。このために、安全性を向上させることができる。
【0072】
図5は、図1,図2で示す電球形蛍光ランプ11の上下方向を逆にして口金取付部26を拡大して示す斜視図である。
【0073】
図5に示すようにカバー13は、円錐台状のカバー部27の縮径端上に、口金12が外嵌される口金取付部26を一体に連成している。
【0074】
口金取付部26は、カバー部27の縮径端上にて、その直径方向で対向する円弧状の一対の支持用側壁26a,26bを一体に突設している。これら一対の支持用側壁26a,26bは、その対向内面に、点灯装置17の基板64の幅方向両側縁部を軸方向に差込挿入させる基板取付溝54,54をそれぞれ形成している。また、これら一対の支持用側壁26a,26bの図5中、左右方向、すなわち、一対の支持用側壁26a,26b同士の対向方向に直交する方向は側壁が無く、開放されている。
【0075】
これら支持用側壁26a,26bにより支持される基板64の一端部(図5では上端部だが、図1,図2では下端部)には、例えばアルミニウム製等の電解コンデンサC2が実装されている。この電解コンデンサC2の自由先端(図5では右端)の充電部には、Y字状等所要形状の防爆弁C2aを形成している。
【0076】
防爆弁C2aは、Y字状等所要形状の薄肉部として形成され、電解コンデンサC2の過電圧により、内蔵の電解液が過圧したときに、その蒸気圧により薄肉部を破って外向き開口させ、外部へリークさせ、減圧することにより、電解コンデンサC2の爆発の防止を図っている。
【0077】
そして、この口金取付部26の外周に口金12が外嵌固定されると、この口金12の内周面がこの電解コンデンサC2の防爆弁C2aの前方に微小間隙を置いて対向する。このために、電解コンデンサC2の充電部の防爆弁C2aが口金12の内面に接触してショートしないように、この防爆弁C2aの外面全面に、一面に接着剤を塗布したビニールテープ等樹脂製等の電気絶縁テープ77を貼着し、この電気絶縁テープ77の両端部を一対の支持用側壁26a,26bの外面を経て図5中横方向に環状に巻き付け貼着することにより、電解コンデンサC2周辺の電子部品66も共に電気絶縁可能に被覆している。
【0078】
この電気絶縁テープ77によれば、電解コンデンサC2の充電部の防爆弁C2aが口金12の内面に接触するのを防止して電気絶縁することができると共に、内蔵電解液の過圧蒸気圧により防爆弁C2aを電気絶縁テープ77の巻付け力に抗して開弁させ、その蒸気を外部へリークさせることにより減圧することができるので、電解コンデンサC2の爆発を未然に予防することができる。
【0079】
しかしながら、この方法では、電解コンデンサC2に、電気絶縁テープ77を巻き付ける工程が必要になるので、その分、組立作業性が低下するという課題がある。
【0080】
そこで、樹脂製の一対の支持用側壁26a,26bの図5中、右端側である電解コンデンサC2の防爆弁C2a側の開口端部側に、これら開口端同士を一体に連接する円弧状の連接壁をカバー部27の縮径端上にて形成し、この連接壁を電解コンデンサC2の充電部と口金12の内面との間に介在させる方法が考えられる。
【0081】
この方法によれば、電解コンデンサC2の防爆弁C2aと口金12の内面との間に、一対の支持用側壁26a,26bの円弧状の連接壁を介在させているので、電解コンデンサC2の防爆弁C2aが口金12の内面に接触してショートするのを未然に防止することができる。
【0082】
しかし、この方法では、電解コンデンサC2の防爆弁C2aと口金12の内面との間には、連接壁が介在するので、防爆弁C2aと口金12の内面との間には、防爆弁C2aが外向きに開口するための十分な間隔を確保することができず、その十分な間隙を確保するためには、口金取付部26の大形化を招くという新たな課題が発生する。
【0083】
図6,図7,図8はこの課題を解決するための一実施形態を示す。すなわち、図6〜図8に示すようにこの一実施形態は、一対の支持用側壁26a,26bの電解コンデンサC2の防爆弁C2a側の各一端に、これら一端同士を一体に連接する連接壁26cをカバー部27の縮径端上にて一体に連成している。さらに、この連接壁26cに、電解コンデンサC2の防爆弁C2aに対向する部分において、その防爆弁C2aが外向きに開弁し得る形状と大きさの開弁用開口26caを切欠形成した点に特徴がある。
【0084】
この実施形態によれば、連接壁26cに開弁用開口26caを形成しているので、電解コンデンサC2の防爆弁C2aが開弁するのに十分な間隔を確保することができるうえに、防爆弁C2aが口金12の内面に接触してショートするのを有効に防止することができる。
【0085】
そして、この実施形態によれば、図5で示す電気絶縁テープ77を巻き付ける工程を削除することができるので、電球形蛍光ランプ11の組立作業の効率を向上させることができる。なお、上記実施形態では、発光管14を少なくとも3本のU字状屈曲バルブ31,32,33を連通管34により順次接続して1本の放電路35に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発光管14を鞍形や螺旋形等所要形状に屈曲したものも含む。
【0086】
図9は本発明の第2の実施形態に係る照明装置81の概略構成図である。この照明装置81は、例えばダウンライト等の照明装置であり、照明器具本体82を有する。この照明器具本体82内にはソケット83および反射体84が取り付けられ、ソケット83には上記電球形蛍光ランプ11の口金12がねじ込まれることにより装着される。
【0087】
この照明装置81によれば、蛍光ランプFLの異常等により、そのランプ電圧が異常に上昇したときには、この蛍光ランプFLへの通電を強制的に遮断させることができる電球形蛍光ランプ11を具備しているので、照明装置81としての安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0088】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電球形蛍光ランプの縦断面図。
【図2】図1で示す電球形蛍光ランプの側断面図。
【図3】図1で示す点灯装置の点灯回路の回路図。
【図4】図2で示す点灯装置の外観斜視図。
【図5】図1で示す電球形蛍光ランプのカバーの口金取付部の一例の要部拡大斜視図。
【図6】同カバーの口金取付部の他例の要部拡大斜視図。
【図7】図6の詳細平面図。
【図8】図1のカバーおよびその周辺部の拡大図。
【図9】本発明の第2の実施形態に係る照明装置の概略構成図。
【符号の説明】
【0089】
11…電球形蛍光ランプ、12…口金、14…発光管、15…ホルダ、17…点灯装置、26…カバーの口金取付部、26a,26b…カバーの口金取付部の一対の支持用側壁、26c…連接壁、26ca…連接壁の開弁用開口、31,32,33,91…バルブ、31a,32a,33a…バルブ端部、44…突部、45…バルブ取付部としての窪み部、46…孔部47…壁部、50…当接部、51…位置決め部としての凹部、52…挿通孔、57…接着剤、81…照明装置、82…照明器具本体、83…ソケット、C2…電解コンデンサ、C2a…電解コンデンサの防爆弁、CT…トランス、CTa…トランスのコア、L2…共振用インダクタ、PTC…正温度特性抵抗素子。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光管と;
スイッチング素子を有するインバータ回路部、このインバータ回路部の出力端に接続された共振用インダクタ、この共振用インダクタに1mm以下の間隔で近接配置されて発光管に並列接続された温度正特性抵抗素子を備え、発光管を点灯させる点灯装置と;
この点灯装置を収容すると共に口金を有するカバーと;
を具備してなることを特徴とする電球型蛍光ランプ。
【請求項2】
温度正特性抵抗素子は、共振用インダクタのコアに接触していることを特徴とする請求項1記載の電球型蛍光ランプ。
【請求項3】
温度正特性抵抗素子は、共振用インダクタのコアに、熱伝導部材を介して熱結合されていることを特徴とする請求項1記載の電球型蛍光ランプ。
【請求項4】
発光管と;
スイッチング素子を有するインバータ回路部、このインバータ回路部の出力端に接続された共振用インダクタ、この共振用インダクタに熱伝導性部材を介して熱結合されて発光管に並列接続された温度正特性抵抗素子を備え、発光管を点灯させる点灯装置と;
この点灯装置を収容すると共に口金を有するカバーと;
を具備してなることを特徴とする電球型蛍光ランプ。
【請求項5】
照明器具本体と;
照明器具本体に取り付けられたソケットと;
ソケットに装着された請求項1ないし4のいずれか一記載の電球型蛍光ランプと;
を具備していることを特徴とする照明装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2008−210747(P2008−210747A)
【公開日】平成20年9月11日(2008.9.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−48802(P2007−48802)
【出願日】平成19年2月28日(2007.2.28)
【出願人】(000003757)東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Fターム(参考)】